kubernetes之HPA

1.什么是HPA？

在 Kubernetes 中，HorizontalPodAutoscaler 自动更新工作负载资源 （例如 Deployment 或者 StatefulSet）， 目的是自动扩缩工作负载以满足需求。

水平扩缩意味着对增加的负载的响应是部署更多的 Pods。 这与 “垂直（Vertical）” 扩缩不同，对于 Kubernetes， 垂直扩缩意味着将更多资源（例如：内存或 CPU）分配给已经为工作负载运行的 Pod。

如果负载减少，并且 Pod 的数量高于配置的最小值， HorizontalPodAutoscaler 会指示工作负载资源（ Deployment、StatefulSet 或其他类似资源）缩减。

水平 Pod 自动扩缩不适用于无法扩缩的对象（例如：DaemonSet。）

HorizontalPodAutoscaler 被实现为 Kubernetes API 资源和控制器。

资源决定了控制器的行为。在 Kubernetes 控制平面内运行的水平 Pod 自动扩缩控制器会定期调整其目标（例如：Deployment）的所需规模，以匹配观察到的指标， 例如，平均 CPU 利用率、平均内存利用率或你指定的任何其他自定义指标。

官方是这样给出的。

2.下载metrics

GitHUB地址

https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server

3.测试是否metrics是否正常运行，metrics正常运行。

kubectl top node

NAME CPU(cores) CPU% MEMORY(bytes) MEMORY%

kubernetes-master01 183m 4% 1279Mi 21%

kubernetes-node01 49m 1% 1111Mi 18%

kubernetes-node02 39m 0% 369Mi 6%

4.创建测试应用

vim web.yaml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

labels:

app: web-nginx-hpa

name: web-deployment-nginx-test

namespace: default

spec:

replicas: 1

selector:

matchLabels:

app: web-nginx-hpa

template:

metadata:

labels:

app: web-nginx-hpa

spec:

containers:

- image: nginx

name: web-deployment-nginx-test

resources:

limits:

cpu: "50m"

memory: 20Mi

requests:

cpu: "50m"

memory: 20Mi

5.创建Serivce，这一步可以为前端提供一个访问入口。方便我们测试使用。

cat service-hpa.yaml

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

name: hpa-service

spec:

selector:

run: php-apache

ports:

• name: http
  
  port: 80
  
  targetPort: 80

6.创建hpa资源

cat web.hpa.yaml

apiVersion: autoscaling/v1

kind: HorizontalPodAutoscaler

metadata:

name: web-deployment-nginx-test

spec:

scaleTargetRef:

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

name: web-deployment-nginx-test

minReplicas: 2 # 最小Pod数量

maxReplicas: 10 # 最大Pod数量

targetCPUUtilizationPercentage: 30 # CPU到百分之30使用扩缩容。

7.创建完毕后测试。

while :;do wget -q -O- http://nginx-hpa;done

8.随着不断访问，流量渐渐上来了。会触发扩缩容。

kubectl get hpa -w

NAME REFERENCE TARGETS MINPODS MAXPODS REPLICAS AGE

web-deployment-nginx-test Deployment/web-deployment-nginx-test 0%/30% 2 10 2 90m

web-deployment-nginx-test Deployment/web-deployment-nginx-test 76%/30% 2 10 2 90m

web-deployment-nginx-test Deployment/web-deployment-nginx-test 76%/30% 2 10 4 91m

web-deployment-nginx-test Deployment/web-deployment-nginx-test 55%/30% 2 10 6 91m

web-deployment-nginx-test Deployment/web-deployment-nginx-test 50%/30% 2 10 6 91m

9.停止压测。因为默认情况下，每30s检测一次指标，只要检测到了配置HPA的目标值，则会计算出预期的工作负载的副本数，再进行扩缩容操作。同时，为了避免过于频繁的扩缩容，默认在5min内没有重新扩缩容的情况下，才会触发扩缩容。 不过，HPA本身的算法相对比较保守，可能并不适用于很多场景。例如，一个快速的流量突发场景，如果正处在5min内的HPA稳定期，这个时候根据HPA的策略，会导致无法扩容。 另外，在一些Serverless场景下，有缩容到0然后冷启动的需求，但HPA默认不支持。

kubectl get pod -w

web-deployment-nginx-test-54f8c5b657-c2wc4 1/1 Running 0 44m

web-deployment-nginx-test-54f8c5b657-c54w4 0/1 ContainerCreating 0 1s

web-deployment-nginx-test-54f8c5b657-cgf74 0/1 ContainerCreating 0 16s

web-deployment-nginx-test-54f8c5b657-k4mpc 0/1 ContainerCreating 0 1s

web-deployment-nginx-test-54f8c5b657-qv9f2 1/1 Running 0 16s

web-deployment-nginx-test-54f8c5b657-v5zfr 1/1 Running 0 3m4s

web-deployment-nginx-test-54f8c5b657-cgf74 1/1 Running 0 27s